3.4. Конструкция и расчет колкового барабана
Рассмотрим устройство колкового барабана угароочищающей машины (рис. 9). Крестовины 3, 4, 6 и 8 соединяются с валом 5 шпонками 1. В осевом направлении крестовины фиксируются стопорными винтами 7.
В пазах крестовин болтами 9 закреплены планки 10. В планки ввинчиваются колки 13. Пространство между планками закрыто обшивкой 2, образующей цилиндрическую поверхность барабана. К торцам крестовин привинчены стальные пластины 11. В карманах между пластинами и дисками крестовин крепятся грузы при динамической балансировке трепала.
Рис. 9. Колковый барабан:
1 – шпонка; 2 – обшивка; 3, 4, 6 ,8 – крестовина; 5 – вал; 7 – стопорный винт; 9 – болт; 10 – планка; 11 – пластина; 12 – уголок; 13 - колок
К пластинам привинчены уголки 12. При вращении полки уголков создают токи воздуха в направлении от оси барабана к наружной поверхности. Эти токи воздуха предотвращают попадание отдельных волокон и клочков на вал на участке между крестовиной и боковой рамой (предотвращаются намоты).
В колковых барабанах наиболее нагруженными деталями являются планки. Планку можно рассматривать как многоопорную балку (рис. 10).
Рис. 10. Схема для расчета планки колкового барабана
Опасным является сечение 1-1, в котором изгибающий момент
(3.4.1)
где Р – центробежная сила, действующая на колок;
q – интенсивность нагрузки на планку;
а – расстояние между опорами.
Величины Р и q определяются по формулам (3.1.6 и 3.2.1), в которые подставляются соответственно m – масса колка или планки в кг; r – расстояние от оси колкового барабана до центра тяжести колка или планки в м; l – длина планки в м; R – центробежная сила, нагружающая планку, в н (Р = m 2 rК; q = R/L; R = m 2 rПЛ; L = 3а + 2а/5 = 3,4а а = L/3,4, тогда Mmax = 0,107qa2 Н/м). (3.4.2)
Максимальные напряжения, возникающие в планке:
(3.4.3)
где W – момент сопротивления опасного сечения планки (с учетом отверстия под болт).
(Профиль опасного сечения планки тогда
(3.4.4) d
b
max []; [] = Т/[n] (3.4.5) с
запас прочности [n] = 1,3 1,5; Т – определяется для выбранного материала по справочнику).
Рассмотрим устройство колкового барабана, применяемого в автоматическом питателе из кип АПК-250-1 (рис. 11).
Крестовины 2, 3 и 4 (одна крестовина не показана) соединяются с валом 1 шпонками и стопорными винтами. К крестовинам прикреплены винтами верхние 5 и нижние планки 6. В верхние планки запрессованы колки 7. Нижняя планка (с профрезерованным пазом) предотвращает выпадание игл из разбитых гнезд на неработающей машине.
Колки рассматриваемого барабана, в отличие от предыдущего, имеют небольшую массу. Шаг между колками мал по сравнению с расстоянием между опорами; планку с колками можно рассматривать как балку с равномерно распределенной нагрузкой на четырех опорах.
В опасных сечениях (где планка крепится к средним крестовинам) напряжения определяются уравнением
(3.4.6)
где а – расстояние между крестовинами.
Рис. 11. Колковый барабан автоматического питателя АПК-250-1 из кип:
1 – вал; 2, 3, 4 – крестовина; 5 – верхняя планка; 6 – нижняя планка; 7 - колок